Применение жирового продукта энзимной переэтерификации при производстве хлебобулочных изделий из пшеничной муки

На правах рукописи Юдин Алексей Юрьевич ПРИМЕНЕНИЕ ЖИРОВОГО ПРОДУКТА ЭНЗИМНОЙ ПЕРЕЭТЕРИФИКАЦИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПШЕНИЧНОЙ МУКИ Специальность: 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Пучкова Любовь Ивановна Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Цыганова Татьяна Борисовна кандидат технических наук Роговских Ирина Валентиновна Ведущая организация: НОУ ДПО Международная промышленная академия Защита состоится «26» декабря 2011 года в 11:30 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.03 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, ауд. 302, корп. А. Автореферат отправлен по адресу referat_vak@mon.gov.ru для размещения в сети Интернет Министерством образования и науки РФ и размещен на сайте – www.mgupp.ru. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МГУПП» Автореферат разослан « » ноября 2011 г. Ученый секретарь Совета, к.т.н., доц. И.Г. Белявская Общая характеристика работы Актуальность темы. Хлеб оценивается как важнейший, жизнеобеспечивающий продукт питания россиян, поэтому предприятия хлебопекарной отрасли ориентированы на производство высококачественных и безопасных хлебобулочных изделий. Качество хлеба в значительной степени зависит от исходных свойств сырья, в том числе от состава и свойств жировых продуктов. Жировые продукты играют важную роль в ходе технологического процесса, формировании свойств теста, качества хлеба, его пищевой ценности и сохранении свежести. Работами, проведенными Л.И. Пучковой, А.П. Нечаевым, Р.Д. Поландовой, Г.Ф. Дремучевой, Y. Pomeranz, N. Fisher, E.N. Mills, P.J. Wilde, W.R. Morrison, C.H. Harris, A.-C. Eliasson и др. показаны способы повышения эффективности применения жировых продуктов и повышения качества хлеба за счет биохимической трансформации и использования потенциальных возможностей химического состава, физико-химических и функциональных свойств вносимых жировых продуктов. На основании исследований, проведенных во Всероссийском НИИ маслоделия и сыроварения, Институте питания РАМН, МГУПП были сформулированы требования к «гипотетически идеальному жиру», который может использоваться в качестве эталона при разработке жировых продуктов, оценивая их по степени приближения к регламентированному набору жирных кислот, соотношению отдельных групп жирных кислот и других веществ, включая витамин А, фосфолипиды, холестерин. Наряду с физико-химическими показателями к жировым продуктам предъявляются новые требования в связи с изменением представления об их пищевой ценности, поскольку по результатам мониторинга фактического питания населения России наблюдается дефицит полиненасыщенных жирных кислот. Одновременно доказана нежелательность использования жировых продуктов, содержащих транс-изомеры жирных кислот и некоторые насыщенные жирные кислоты. В последние годы в Российской Федерации расширился ассортимент жировых продуктов для хлебопекарного производства вследствие появления на рынке новых источников жирового сырья и жиров нового поколения, вырабатываемых по современным технологиям. Одной из перспективных технологий получения жировых продуктов с заданным жирнокислотным составом и определенными физико-химическим свойствами является метод энзимной переэтерификации, который в настоящее время широко внедряется передовыми масложировыми предприятиями. Жировые продукты, полученные методом энзимной переэтерификации, имеют улучшенные триглицеридный состав и физико-химические показатели и не содержат транс-изомеров жирных кислот, негативно влияющих на функции организма человека и создающих риск возникновения хронических заболеваний. Появление на рынке новых жировых продуктов с улучшенными свойствами создает возможности для нового и эффективного их применения в хлебопекарной промышленности. Таким образом, разработка технологических рекомендаций по применению жировых продуктов энзимной переэтерификации является современным, актуальным и перспективным направлением научных исследований. Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явилась разработка технологии применения жирового продукта энзимной переэтерификации – заменителя молочного жира (ЗМЖ-Э) при приготовлении хлебобулочных изделий из пшеничной муки. Для реализации поставленной цели решали следующие задачи: обоснование целесообразности применения жирового продукта энзимной переэтерификации – заменителя молочного жира (ЗМЖ-Э) при приготовлении хлебобулочных изделий на основании исследования его группового, жирнокислотного состава и физико – химических показателей; определение влияния жировых продуктов на качество хлебобулочных изделий для выбора оптимальных дозировок; изучение влияния жировых продуктов на качество хлебобулочных изделий в зависимости от способа тестоприготовления, способа внесения жировых продуктов и рецептуры хлебобулочных изделий; определение микроструктуры и изменений свойств мякиша в процессе хранения хлеба, приготовленного с внесением жировых продуктов; исследование влияния жировых продуктов на свойства и структурные компоненты теста (крахмал, клейковину, липиды); разработка технологии применения жировых продуктов при производстве хлебобулочных изделий; промышленная апробация применения жировых продуктов энзимной переэтерификации; разработка «Технологических рекомендаций по применению жировых продуктов в производстве хлебобулочных изделий». Структурная схема проведения исследований представлена на рис. 1. Рис. 1 - Структурная схема проведения исследований Научная новизна. Впервые научно обоснованы и разработаны технологические решения по применению нового вида жирового продукта, полученного методом энзимной переэтерификации, при приготовлении хлеба на основе комплексных исследований группового и жирнокислотного состава, влияния на свойства теста, его структурные компоненты, ход технологического процесса и качество хлеба. На основе анализа жирнокислотного состава обоснована биологическая эффективность жирового продукта энзимной переэтерификации вследствие наличия ненасыщенных жирных кислот - олеиновой и линолевой. Установлено, что содержание моно - и диглицеридов в составе ЗМЖ-Э составляет 20% от общего количества липидов. Показана технологическая роль жирового продукта энзимной переэтерификации, заключающаяся в изменении реологических свойств теста (увеличении эластичности и газоудерживающей способности теста, снижении разжижения и удельной работы), улучшении физико-химических показателей хлебобулочных изделий, удлинении периода сохранения их свежести при хранении, изменении микроструктуры мякиша хлеба. Полученные результаты положены в основу разработанного способа приготовления теста на мучном полуфабрикате с внесением жирового продукта и комбинаций ферментных препаратов (α-амилазы, эндоксиланазы, 1,3-специфичной липазы), обеспечивающих наилучшее качество хлеба, за счёт направленной биохимической модификации структурных компонентов муки (получен патент на изобретение № 2432748 «Способ приготовления теста»). На основании йод-связывающей и жиросвязывающей способностей крахмала, температуры начала его клейстеризации, состава липидов обоснована функциональная способность жирового продукта к комплексообразованию со структурными компонентами теста крахмалом и белком. Доказано, что в процессе приготовления теста происходит переход свободных липидов в связанные, из которых на долю прочно связанных липидов приходится 50 – 70%, что свидетельствует о взаимодействии жировых продуктов с белком с образованием липид – белковых комплексов, наличие которых оказывает существенное влияние на физико-механические свойства клейковины теста и обуславливает улучшение качества хлеба. Показана способность жировых продуктов к комплексообразованию с крахмалом за счет взаимодействия амилозы и амилопектина с жирными кислотами, моно - и диглицеридами, что отражается в улучшении реологических свойств теста и качества хлеба. Практическая значимость. Разработаны технологические решения использования нового вида жирового продукта, полученного методом энзимной переэтерификации, при производстве хлеба из пшеничной муки высшего сорта. Проведенные исследования показали возможность замены используемых в промышленности жировых продуктов (маргарина марки МТ, подсолнечного и сливочного масел) при приготовлении хлебобулочных изделий на жировые продукты, полученные методом энзимной переэтерификации (на примере заменителя молочного жира). Разработаны «Технологические рекомендации по применению жировых продуктов в производстве хлебобулочных изделий», утверждённые ГНУ ГОСНИИХП Россельхозакадемии. Проведена промышленная апробация применения жирового продукта энзимной переэтерификации (ЗМЖ-Э) при приготовлении хлебобулочных изделий на ЗАО «Дедовск хлеб» и в производственно-экспериментальном центре ГНУ ГОСНИИХП Россельхозакадемии. Апробация работы. Результаты исследований, выполненные автором, были представлены на 3–ем Международном хлебопекарном форуме в рамках 16–й Международной выставки «Современное хлебопечение-2010» (г. Москва, 11–14 октября 2010 г.); на 4–ой международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов 21 века» (г. Москва, 23-25 мая 2011г.); на 4–ом Международном хлебопекарном форуме в рамках 17–й Международной выставки «Современное хлебопечение-2011» (г. Москва, 11-14 октября 2011 г.). По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ, из них 5 в журналах, рекомендованных ВАК РФ Структура и объём работы. Диссертационная работа содержит введение, обзор литературы, экспериментальную часть, выводы, список использованной литературы и приложения. Работа изложена на 153 страницах основного текста, включает 45 рисунков и 48 таблиц. Список литературы включает 170 источников российских и зарубежных авторов. 1. Обзор литературы В обзоре научно-технической литературы рассмотрены и систематизированы сведения о жировых продуктах, используемых в хлебопекарном производстве, обобщены и проанализированы виды жировых продуктов, описан механизм их действия и роль в технологическом процессе приготовления хлебобулочных изделий, рассмотрены новые виды жировых продуктов, полученных методом энзимной переэтерификации, приведены их характеристики, свойства и обоснованы преимущества использования в хлебопекарном производстве. 2. Экспериментальная часть Исследования проводили в лабораториях кафедры «Технологии хлебопекарного и макаронного производств», «Биохимии и зерноведения», ПНИЛ биотехнологии пищевых продуктов ФГБУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств», аналитической лаборатории научного центра «Свобода», ВНИИ Жиров (филиал в г. Санкт – Петербурге), исследовательских лабораториях ГПК «Союзснаб». Проведена промышленная апробация применения жирового продукта энзимной переэтерификации (заменителя молочного жира) при приготовлении хлебобулочных изделий на ЗАО «Дедовск хлеб» и в производственно–экспериментальном центре ГНУ ГОСНИИХП Россельхозакадемии. 2.1 Объекты и методы исследования В работе использовали общепринятые и специальные методы оценки свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий. При проведении исследований использовали 5 проб пшеничной муки высшего сорта. Пробы пшеничной муки высшего сорта, используемые при проведении работы, соответствовали ГОСТ Р 52189 – 2003. При проведении исследований использовали жировые продукты: подсолнечное, пальмовое и сливочное масла, маргарин марки МТ, заменитель молочного жира, полученный методом энзимной переэтерификации (ЗМЖ-Э), заменитель молочного жира, полученный методом химической переэтерификации (ЗМЖ-Х). Для изучения влияния жировых продуктов проводили пробные лабораторные выпечки общепринятыми методами. Контрольными служили пробы хлеба, приготовленные без жировых продуктов. Анализ проб хлеба проводили через 16 – 18 часов после выпечки по органолептическим и физико-химическим показателям. Реологические свойства теста из пшеничной муки высшего сорта анализировали на приборах альвеограф «Chopin», реоферментометр «Chopin», «Структурометр СТ -1». Реологические свойства мякиша хлеба определяли на приборе «Пенетрометр АП – 4/2». О гидрофильных свойствах мякиша судили по его набухаемости в воде, определяемой по уточненной методике Катца. Микроструктуру хлебного мякиша исследовали с помощью растрового электронного микроскопа S – 2500 (фирма «Хитачи», Япония). Для изучения влияния жировых продуктов на свойства крахмала использовали калориметрический метод определения йод-связывающей способности и проводили анализ вязкости водно-мучной суспензии на приборе амилограф. Разделение крахмального клейстера с жировым продуктом проводили на центрифуге Rotofix 32A «Hittich» (Германия), жирнокислотный состав проводили методом газовой хроматографии на хроматографе «Кристалл 2000 М». Групповой состав жирового продукта проводили на газовом хроматографе модели 6890 фирмы «Agilent Tecnologies» (США). Извлечение липидов из проб теста проводили методом исчерпывающей экстракции. 2.2 Результаты исследования и их анализ Ниже приведены результаты исследования и их анализ. 2.2.1 Научное обоснование применения жировых продуктов при приготовлении хлеба из пшеничной муки Важными свойствами жировых продуктов, применяемых в хлебопекарном производстве, являются жирнокислотный состав, содержание транс-изомеров жирных кислот и твердых триглицеридов при различной температуре. Изучали жирнокислотный состав жировых продуктов, по которому оценивается биологическая эффективность жировых продуктов, содержание транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот, по уровню которых судят о безопасности жировых продуктов, и определяли содержание твердых триглицеридов, которые оказывают значительное влияние на структурные компоненты теста в течение технологического процесса приготовления хлеба. Результаты исследований жирнокислотного состава и основных физико-химических показателей представлены в табл. 1. Таблица 1 - Жирнокислотный состав и физико-химические показатели жировых продуктов Наименование показателей Показатели проб жировых продуктов ЗМЖ-Э ЗМЖ-Х Пальмовое масло Жирнокислотный состав триглицеридов, % - насыщенные жирные кислоты В т.ч. капроновая С 6:0 каприловая С 8:0 каприновая С 10:0 лауриновая С 12:0 миристиновая С 14:0 пальмитиновая С 16:0 стеариновая С 18:0 - мононенасыщенные жирные кислоты в т.ч. олеиновая С 18:1 - полиненасыщенные жирные кислоты в т.ч. линолевая С 18:2 45,1 0,0 0,4 0,3 4,4 2,2 32,7 4,6 39,9 39,8 15,0 14,9 59,1 0,1 1,1 1,0 13,5 5,0 34,5 3,7 32,2 32,1 8,7 8,5 51,4 - - - 0,5 1,2 45,5 4,5 38,1 38,0 10,5 10,3 Массовая доля транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот, % Следы Следы Следы Продолжение таблицы 1 Массовая доля твердых триглицеридов, %, при 10°С 15°С 20°С 25°С 30°С 35°С 34,0 26,1 20,7 12,0 7,8 3,0 41,1 37,8 29,9 16,6 11,4 5,5 55,1 44,4 33,7 20,4 11,8 7,5 Температура плавления, оС 33,0 41,5 39,0 Твердость по Каминскому, г/см при 15о С 20о С 80 20 200 50 80 20 Температура застывания по Жукову (баня 25оС), оС - продолжительность застывания, мин - температурный максимум, оС - время минимума, мин 26,3 56,0 26,0 36,0 27,5 49,0 28,5 28,0 28,6 23,0 отсутствует отсутствует Как видно из табл. 1, ЗМЖ-Э характеризовался наиболее сбалансированным жирнокислотным составом за счет большей концентрации ненасыщенных жирных кислот: олеиновой С18:1, линолевой кислотой С18:2, которые составили 39,8% и 14,9% соответственно. Температура плавления изучаемых жировых продуктов изменялась от 33,0 до 41,5 °С. Наименьшую температуру плавления – 33 °С, которая не превышает температуру человеческого тела, что обеспечивает максимальную усвояемость и пищевую ценность жировых продуктов, имели пробы, полученные методом энзимной переэтерификации. Изменялась массовая доля твердых триглицеридов при температуре 20-35°С, наименьшее значение, равное 3 %, имели пробы жировых продуктов энзимной переэтерификации. Исходя из того, что при приготовлении теста желательно использовать не расплавленные, а размягченные жиры, то использование жировых продуктов энзимной переэтерификации может обеспечить максимально равномерное распределение жировой фазы в тесте при замесе, что в свою очередь создаст условия для взаимодействия со структурными компонентами теста, оказывающего положительное влияние на качество готовых изделий. При непрерывных способах тестоприготовления, где твердые жиры подвергаются расплавлению, необходимому для их внесения через дозаторы жидких компонентов, жировые продукты энзимной переэтерификации имеют преимущество, так как для них характерны большая продолжительность и меньшая температура застывания. Одним из показателей, характеризующих химический состав жирового продукта, является его групповой состав. Значение группового состава позволяет получить полное представление о веществах, входящих в его состав, для объяснения поведения жирового продукта в процессе тестоприготовления, т.е. его влияния на структурные компоненты теста. Результаты исследования группового состава ЗМЖ-Э представлены в табл.2.

Похожие:

	Разработка технологии паровых хлебобулочных изделий из пшеничной... Почвенно-мелиоративная карта сельскохозяйственных земель Узбекистана м 1: 500 000 составлена в составе «Схемы развития и размещения...		По специальности 260202 (2702) «Технология хлеба, кондитерских и... Охватывают технологические расчеты и подбор оборудования линий по производству хлебобулочных изделий или подбору ассортимента и расчеты...
	Домоводство Объясните разницу между продуктами, приготовленными из пшеничной муки грубого помола и из белой (рафинированной) муки		Тесто для производства хлебобулочных изделий Количество воды, используемой при вымешивании теста, составляет 45-47% от суммарного веса сухих компонентов. Улучшаются вкус и аромат,...
	Способ производства хлебобулочных изделий С и выпекают в течение 35-40 мин при температуре, меньшей температуры разложения биологически активных компонентов эхинацеи пурпурной....		Применение концепции «таргет-костинг» при производстве хебобулочных изделий Студент-специалист, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации
	Композиция для приготовления теста для хлебобулочных изделий ( Бад «Экликит», а третий вариант композиции бад «Диприм». Изобретение позволяет улучшить органолептические показатели, такие как пористость,...		Приготовление бисквитного теста и изделий из него Мдк. 08. 01. Технология приготовления хлебобулочных, мучных и кондитерских изделий
	Сельскохозяйственные науки повышение качества хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки О внесении изменений в приказ министерства сельского хозяйства Новосибирской области от 26. 12. 2011 №194-нпа		Комплект контрольно-оценочных средств по профессиональному модулю... Комплект контрольно-оценочных средств по пм 08 Приготовление хлебобулочных, мучных и кондитерских изделий разработан на основе Федерального...
	Начинка для кондитерских и хлебобулочных изделий		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... При помоле пшеницы получается 80 муки. Сколько муки получится из 90 тонн пшеницы?
	Рабочая программа по дисциплине в «Основы функционирования технологических... В «Основы функционирования технологических процессов в производстве швейных изделий»		Рабочая учебная программа дисциплины Предметом изучения являются современные интенсивные плазмохимические технологии, применяемые в производстве или имеющие перспективы...
	Рабочая учебная программа дисциплины Предметом изучения являются современные интенсивные плазмохимические технологии, применяемые в производстве или имеющие перспективы...		Урок технологии в 6 классе Тема: «Хлеб на столе. Сервировка стола ужину. Элементы этикета» Обучающие: формировать у учащихся знания и умения по составлению меню на ужин из 2 – 3 блюд, правилам поведения за столом, формировать...